С развитием полярной разведки и полярного судоходства значительное внимание уделяется материалам для полярного оборудования и технологиям защиты от повреждений в экстремальных условиях. Для решения проблемы защиты от коррозии морской инженерной стали и оценки характеристик нержавеющей стали в низкотемпературных условиях была использована технология лазерной наплавки для изготовления покрытий из аустенитной нержавеющей стали 316L и дуплексной нержавеющей стали 2205 на поверхности стали FH690. Эти покрытия прошли годичное испытание в атмосферных условиях станции Чжуншань в Антарктиде. Результаты показали, что покрытия из нержавеющей стали эффективно снижают скорость коррозии подложки из морской стали. Были проанализированы микроструктура, микротвердость, трибологическое поведение, электрохимическое коррозионное поведение и стабильность образцов в полярных низкотемпературных условиях. Результаты показали, что покрытие 316L подверглось незначительной точечной коррозии, а покрытие 2205 - незначительной селективной коррозии. Оба покрытия сохранили достигнутые до воздействия уровни микротвердости и износостойкости при незначительном снижении коррозионной стойкости. Покрытия из нержавеющей стали, нанесенные лазером, продемонстрировали стабильность фазовой структуры и характеристик в условиях атмосферного воздействия в Антарктике, обеспечивая эффективную защиту низкотемпературной стальной основы. Эти результаты являются ценным подспорьем для оценки экологической адаптации материалов, используемых в полярном оборудовании, и развития технологий антикоррозионных покрытий.

В последние годы в связи с глобальным потеплением, нехваткой ресурсов и экологическими изменениями разведка полярных ресурсов, развитие полярного судоходства и защита полярных интересов привлекают все большее внимание стран всего мира. Исследования показали, что в Арктике сосредоточено около 30% мировых неразработанных запасов природного газа и 13% неразработанных запасов нефти, а в Антарктиде находится крупнейшее в мире месторождение угля, расположенное под ледяной шапкой Восточной Антарктиды, запасы которого оцениваются примерно в 500 миллиардов тонн. В процессах разведки, освоения и сохранения полярных регионов огромное значение имеет эксплуатационная эффективность высокопроизводительного полярного оборудования, такого как ледоколы, морские платформы и наземные станции. Однако полярная среда сложна и сурова: среднегодовые температуры составляют примерно -22,3°C в Арктике и от -28,9°C до -35°C на Антарктическом континенте. Только от 1 до 4 месяцев в году среднемесячная температура колеблется от 0 до 10 °C, а экстремальные погодные условия опускают температуру до -70 °C. В сочетании с сухими штормами, интенсивным ультрафиолетовым излучением, циклами замораживания-оттаивания и бурными снегопадами полярное оборудование подвергается длительному и сильному коррозионному разрушению в результате низкотемпературного атмосферного воздействия. Для подвижных компонентов ледоколов, буровых установок и систем хранения необходимо также учитывать дополнительные повреждения от нагрузок, связанных с напряжением и износом. В связи с этим экологичность материалов для полярного оборудования уже давно является предметом обширных научных исследований.

В настоящее время металлические материалы для полярного оборудования в основном состоят из низкотемпературных сталей, которые представляют собой высокопроизводительные стали, разработанные для обеспечения превосходной вязкости и свариваемости при низких температурах. К ним обычно относятся низколегированные стали на основе ферритов и аустенитные нержавеющие стали Fe-Cr-Ni. Низколегированные низкотемпературные стали широко используются из-за их экономичности и обычно производятся с использованием процесса термомеханического контроля (TMCP), который повышает прочность, вязкость, свариваемость и снижает содержание углерода. Ван Чаои и др. провели эксперименты по сварке под флюсом низкотемпературной стали марки 460 МПа толщиной 54 мм для полярных судов, изготовленной с помощью TMCP. Они обнаружили, что при экстремально низкой температуре -70°C образцы из зоны термического влияния с одной бейнитной микроструктурой подвергаются хрупкому разрушению, в то время как основной материал с двухфазной феррито-бейнитной микроструктурой демонстрирует более высокую прочность на излом и большую устойчивость к распространению трещин. Сунь Шибин и др. исследовали трибологическое поведение пластин из морской стали TMCP FH36 различной толщины при 20°C, -5°C и -20°C. Результаты исследования показали, что поверхностная микроструктура состоит в основном из феррита и перлита, а в области средней толщины присутствуют феррит, перлит и зернистый бейнит. Микроструктура напрямую влияет на твердость и износостойкость, причем доминирующим механизмом является абразивный износ, сопровождаемый усталостным и адгезионным износом. При снижении температуры локальная поверхностная твердость увеличивалась, но отслоение материала из-за трения усиливало износ, что приводило к появлению более широких и глубоких следов износа и увеличению объема износа. Ли и др. изучили поведение низкотемпературной стали EH36 на ранних стадиях коррозии в моделируемой полярной морской атмосферной среде, отметив, что при низких температурах коррозия остается в ускоренной фазе со скоростью 0,47 г-м²-ч-¹. Высокопрочная низкотемпературная сталь FH690 обладает превосходными низкотемпературными механическими свойствами, однако в условиях сопряженного износа и коррозии рыхлые и пористые продукты коррозии не могут противостоять силам сдвига при трении, а гальваническая коррозия между обнаженной подложкой и продуктами износа еще больше ускоряет разрушение. Микроструктура низколегированных низкотемпературных сталей подвержена изменениям под воздействием тепла и механических сил, что приводит к нестабильности механических и износостойких свойств. Кроме того, отсутствие пассивирующих элементов приводит к быстрой коррозии в морской среде с содержанием Cl-, что значительно сокращает срок службы в условиях совместного износа и коррозии.

Повреждения материала, такие как износ и коррозия, обычно начинаются на поверхности. Использование технологий наплавки высокоэнергетическим лучом для изготовления высокоэффективных покрытий с комплексной устойчивостью к низкотемпературному износу и коррозии на поверхности прочной низкотемпературной морской технической стали позволяет значительно улучшить эксплуатационные характеристики инженерного оборудования в экстремальных полярных условиях. Покрытия, полученные методом лазерной наплавки на подложки из морской стали EH32, продемонстрировали превосходную твердость и износостойкость по сравнению с подложкой после испытаний на низкотемпературную морозостойкую коррозию при температуре -80°C. Выбор подходящих высокоэффективных материалов покрытия имеет решающее значение для увеличения срока службы морской стали. Нержавеющая сталь, обладающая превосходной коррозионной стойкостью, решает проблему отсутствия пассивирующих элементов в низкотемпературной морской стали и, будучи сплавом на основе железа, обеспечивает прочное металлургическое соединение в процессе наплавки. Аустенитная нержавеющая сталь не имеет вязко-хрупкого перехода при низких температурах, обеспечивая исключительную ударную вязкость и коррозионную стойкость. Дуплексная нержавеющая сталь обеспечивает более высокую прочность и износостойкость, а контролируемое осаждение вторичных фаз сохраняет хорошую вязкость. Неравномерная изменчивость полярного климата затрудняет моделирование коррозионных испытаний при атмосферном воздействии, поэтому наиболее надежным методом оценки является длительное атмосферное воздействие в полярных регионах.

В данном исследовании рассматриваются требования к материалам для полярного инженерного оборудования и необходимость защиты от повреждений в экстремальных условиях. Технология лазерной наплавки была использована для изготовления покрытий из аустенитной нержавеющей стали 316L и дуплексной нержавеющей стали 2205 на поверхности стали FH690, после чего были проведены испытания в атмосферной среде станции Чжуншань в Антарктиде. Были проанализированы микротвердость, трибологическое поведение, электрохимическое коррозионное поведение и стабильность образцов в полярных низкотемпературных условиях, что позволило получить представление об адаптации к окружающей среде и защите от коррозии материалов полярного оборудования. Исследована защитная эффективность покрытий 316L и 2205, нанесенных лазером на сталь FH690, в условиях атмосферного воздействия в Антарктике.

Экспериментальная подготовка
1.1 Подготовка покрытия и условия антарктического облучения
В качестве материала подложки в данном эксперименте использовалась сталь FH690 с размерами 100 мм × 25 мм × 10 мм. Поверхность сначала полировалась наждачной бумагой с зернистостью 1500 для получения равномерных царапин, затем подвергалась ультразвуковой очистке безводным этанолом для удаления поверхностных загрязнений и масла, а затем высушивалась для последующего использования. В качестве материалов для покрытия были выбраны порошки сплавов нержавеющей стали 316L и 2205 с размером частиц от 48 до 74 мкм, которые перед наплавкой были высушены в вакууме при 50°C в течение 24 часов.

Порошки сплавов равномерно наносились на поверхность подложки методом предварительного порошкового напыления, толщина покрытия составляла около 2 мм, а размер плоскости - 50 мм × 25 мм. Для наплавки использовался полупроводниковый лазер с волоконной связью (RECI Laser, DAC4000) с максимальной выходной мощностью 4 кВт. Параметры наплавки были следующими: мощность лазера 1,6 кВт, диаметр пятна 2 мм, скорость сканирования 800 мм/мин, скорость перекрытия 25%, защита атмосферой аргона. После наплавки покрытия были отполированы наждачной бумагой с зернистостью 1500 для приведения в соответствие с состоянием подложки, просверлены отверстия в определенных местах для сборки образцов, а исходное состояние образцов сфотографировано и взвешено.

Крепление образцов для атмосферного воздействия в Антарктиде соответствовало стандарту GB/T 14165-2008, при этом поверхность образца располагалась под углом 45° к горизонтальной плоскости, как показано на рис. 1. Образцы были размещены на станции Чжуншань в Антарктиде для проведения испытаний в течение 1 года (с декабря 2022 по декабрь 2023 года). После извлечения образцы были сфотографированы, а образцы с продуктами коррозии были погружены в раствор для удаления ржавчины, содержащий 100 мл HCl, 100 мл деионизированной воды и 0,3 г гексаметилентетрамина для ультразвуковой очистки. Затем образцы промывали спиртом, высушивали, фотографировали и взвешивали. Проволочная электроэрозионная обработка использовалась для обработки образцов в меньшие образцы с площадью поверхности 10 мм × 10 мм для последующих испытаний.

1.2 Характеристика образцов и тестирование характеристик до и после антарктического облучения
Покрытия до и после антарктического атмосферного воздействия были охарактеризованы с точки зрения морфологии, состава и фазовой структуры с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM, ZEISS Gemini300), рентгеновского энергодисперсионного спектрометра (EDS, Oxford INCA 80), рентгеновского дифрактометра (XRD, Bruker D8 Advance) и конфокального лазерного сканирующего микроскопа (CLSM, Keyence VK-X250).

Микротвердость измеряли с помощью микротвердомера Виккерса (Veiyee QHV-1000SPTA) в 20 произвольно выбранных точках на поверхности покрытия при приложении нагрузки 200 г и времени выдержки 15 с. Среднее значение 20 измерений принимали за поверхностную твердость покрытия. Трибологическое поведение покрытий при линейном сухом скольжении оценивалось на многофункциональной машине для испытания на трение и износ (Rtec MFT-5000) с приложенной нормальной силой 10 Н, продолжительностью износа 1800 с, расстоянием возвратно-поступательного движения 3 мм и керамическим шариком SiN (диаметр 6,35 мм) в качестве контрповерхности. Следы износа анализировались с помощью трехмерного морфометра (Bruker Contour GT-K). Коррозионное поведение при 10 ± 0,1°C оценивалось с помощью электрохимической рабочей станции (Gamry Reference 3000) в растворе NaCl 3,5 мас.% с трехэлектродной системой: платиновая проволока в качестве противоэлектрода, Ag/AgCl электрод в качестве электрода сравнения и покрытие в качестве рабочего электрода, заключенного в эпоксидную смолу для создания рабочей области размером 10 мм × 10 мм. Испытание потенциала разомкнутой цепи (ПРЦ) проводилось в течение 1800 с при частоте дискретизации 0,5 с-¹, после чего проводилась электрохимическая импедансная спектроскопия (ЭИС) при ПРЦ с диапазоном частот от 100 кГц до 10 мГц. Потенциодинамическая поляризация проводилась при скорости сканирования 1 мВ-с¹, начиная с начального потенциала -0,3 В относительно ОХП и заканчивая, когда плотность тока анодной поляризации достигала 1 мА-см², что давало поляризационную кривую Тафеля. Каждое трибологическое и электрохимическое испытание повторялось не менее трех раз для обеспечения точности.

2 Результаты и обсуждение
2.1 Анализ морфологии и потери массы
Микроскопическая морфология покрытий после подготовки показана на рис. 2. Оба покрытия достигли удовлетворительного металлургического сцепления с подложкой, демонстрируя однородную и плотную структуру без дефектов, таких как трещины, поры, включения или отсутствие плавления на границе раздела. Анализ состава ключевых элементов в покрытиях представлен в таблице 1. Cr и Mo, критические питтингостойкие элементы в нержавеющей стали, образуют плотную пассивирующую пленку в коррозионных средах, в то время как Ni является основным аустенитостабилизирующим элементом. Лазерная наплавка, обеспечивая металлургическую связь между покрытием и основой, вносит некоторое разбавление, при котором элементы из основы переходят в покрытие, что приводит к несколько меньшему содержанию Cr и Ni по сравнению с номинальным составом двух нержавеющих сталей.

На рисунке 3 показана макроскопическая морфология двух покрытий из нержавеющей стали в исходном состоянии, после 1 года пребывания на станции Чжуншань в Антарктиде и после удаления ржавчины. В исходном состоянии стальная подложка FH690, покрытие 316L и покрытие 2205 имели яркий металлический блеск (рис. 3a, 3d) и отличные характеристики поверхности. После 1 года эксплуатации на станции Чжуншань покрытия оставались хорошо сцепленными с основой без трещин и отслоений. Стальная подложка FH690 подверглась коррозии, вступая в реакцию с кислородом с образованием равномерного, рыхлого оксидного слоя, переходящего от металлического блеска к коричневатому оттенку (рис. 3b, 3e). Основные продукты коррозии стали FH690 в морской атмосфере включают α-FeOOH, β-FeOOH и Fe₃O₄. Дожди и снегопады в Антарктиде, расположенной под углом 45° к земле, привели к тому, что продукты коррозии с основы FH690 попали на покрытие, окрасив некоторые участки в серовато-коричневый цвет. После удаления ржавчины серовато-коричневые продукты коррозии на поверхности покрытий исчезли, а морфология поверхности покрытий 316L и 2205 имела минимальные отклонения от исходного состояния (рис. 3c, 3f), что свидетельствует об эффективной защите подложки FH690.

О микроскопических особенностях низколегированной стали после коррозии в антарктической атмосфере уже сообщалось, что она обычно образует блоковидные, пластинчатые или лепесткообразные продукты коррозии, сопровождаемые трещинами и точечными дефектами. Микроскопическая морфология двух покрытий из нержавеющей стали после 1 года атмосферного воздействия на станции Чжуншань показана на рис. 4. На поверхности покрытия 316L наблюдались многочисленные питтинговые отверстия, причем разница в содержании металлических элементов внутри и снаружи ям была незначительной, хотя содержание кислорода было выше на стенках ям. Нержавеющая сталь полагается на легко пассивирующие элементы, такие как Cr и Mo, чтобы сформировать плотную оксидную пленку для сопротивления Cl-коррозии; более высокое содержание кислорода указывает на более плотную пассивирующую пленку, при этом участки с более низким содержанием пассивирующей пленки подвергаются преимущественной коррозии. Поверхность покрытия 2205 демонстрировала избирательные характеристики коррозии, при этом аустенитные области (B2) с более низким содержанием Cr корродировали предпочтительно, в то время как ферритные области (B1) с более высоким содержанием Cr демонстрировали более высокий уровень кислорода и превосходное качество пассивирующей пленки.

Лазерная конфокальная морфология двух покрытий из нержавеющей стали после 1 года атмосферного воздействия на станции Чжуншань в Антарктиде показана на рисунке 5. На покрытии 316L наблюдалось множество мелких участков точечной коррозии, причем некоторые мелкие ямки агрегировались и сливались в более крупные, самая глубокая достигала 12,89 мкм. В отличие от этого, покрытие 2205 не проявляло признаков точечной коррозии, подвергаясь в основном незначительной селективной коррозии, а его микроскопическая морфология отражала характерную двухфазную структуру дуплексной нержавеющей стали.

Фазовый анализ двух покрытий из нержавеющей стали в исходном состоянии и после 1 года атмосферного воздействия на станции Чжуншань (рис. 6) показал, что покрытия 316L и 2205 сохраняли стабильную однофазную аустенитную структуру и двухфазную аустенитно-ферритную структуру, соответственно, как до, так и после воздействия. Поверхности покрытий подверглись лишь незначительной коррозии без значительного накопления продуктов коррозии. Учитывая, что толщина пассивирующей пленки обычно не превышает 10 нм, дополнительных дифракционных пиков обнаружено не было. Покрытия, нанесенные лазером на 316L и 2205, продемонстрировали фазовую стабильность в условиях антарктической атмосферы.

Исходя из приведенных выше результатов, продукты коррозии, наблюдаемые на образцах, происходили из подложки, в то время как сами покрытия не претерпели значительных изменений. Для исследования скорости коррозии образцов и оценки защитной эффективности покрытий из нержавеющей стали был использован метод потери массы. В исследованиях коррозии при атмосферном воздействии потеря массы и скорость коррозии металлических материалов рассчитываются по следующим уравнениям: где ω - потеря массы на единицу площади (г/м²), ν - скорость коррозии (мм/год), m_t - масса образца после удаления ржавчины (г), m_0 - масса образца до воздействия (г), S - площадь поверхности образца (см²), ρ - плотность низколегированной стали (приблизительно 7,86 г/см³), t - время воздействия (ч).

Расчетная потеря массы и средняя скорость коррозии стали FH690 под защитой двух покрытий представлены на рисунке 7. Под покрытием 316L потеря массы стали FH690 составила 12,5 мг-см² при средней скорости коррозии 15,9 мкм-а-¹; под покрытием 2205 потеря массы составила 12,8 мг-см² при средней скорости коррозии 16,3 мкм-а-¹. Оба покрытия показали незначительную коррозию в антарктической атмосфере, обеспечив эффективную защиту стальной подложки FH690. Средние скорости коррозии под двумя покрытиями были практически одинаковыми, при этом все потери массы приходились на открытую подложку. По сравнению со скоростью коррозии незащищенной морской стали 690 MPa-класса в атмосфере Антарктики (18,7 мкм-а-¹) было достигнуто значительное снижение.

2.2 Микротвердость
На рис. 8 показана средняя микротвердость двух поверхностей покрытия из нержавеющей стали. Начальные значения микротвердости покрытий 316L и 2205 составили 279,19 HV₀.₂ и 392,77 HV₀.₂, соответственно. Обычно микротвердость литой 316L не превышает 200 HV₀.₂, в то время как микротвердость литой 2205 составляет приблизительно 300 HV₀.₂. Более высокая твердость покрытий, полученных лазерной наплавкой, может быть обусловлена двумя факторами: во-первых, быстрое охлаждение при лазерной наплавке приводит к образованию дендритных и мелкозернистых равноосных структур, способствуя усилению измельчения зерна; во-вторых, металлургическая связь между основой и покрытием позволяет элементам из стали FH690 смешиваться с покрытиями из нержавеющей стали, повышая твердость. Это подтверждается результатами EDS (табл. 1), которые указывают на разбавление Fe, снижающее содержание других элементов. После 1 года атмосферного воздействия на станции Чжуншань микротвердость покрытий практически не изменилась, что свидетельствует об отличной приспособляемости к окружающей среде.

2.3 Трибологическое поведение
На рис. 9 представлено трибологическое поведение двух покрытий из нержавеющей стали до и после атмосферного воздействия в Антарктике. В условиях сухого трения скольжения коэффициент трения (COF) стабилизировался примерно через 300 с, достигнув стабильного значения около 0,7. После 1 года атмосферного воздействия на станции Чжуншань COF покрытия 316L немного снизился по сравнению с исходным состоянием, в то время как COF покрытия 2205 остался неизменным. Потеря объема износа обоих покрытий оставалась неизменной до и после воздействия, при этом покрытие 2205 имело меньший объем износа, чем покрытие 316L. Профиль следа износа покрытия 2205 был более мелким, чем у покрытия 316L, что свидетельствует о более высокой износостойкости. Покрытие 316L демонстрировало ярко выраженные гребни на краях следа износа, возникающие в результате пластической деформации под давлением скользящего шарика. Скорость износа (μ) покрытий рассчитывалась по уравнению Арчарда: где V - измеренная потеря объема при износе (мм³), N - нормальная нагрузка (Н), а d - общее расстояние скольжения (м).

Расчетные результаты, представленные на рис. 9d, показывают, что скорость износа покрытий 316L и 2205 составила приблизительно 8,35 × 10-⁶ мм³-N-¹-m-¹ и 7,85 × 10-⁶ мм³-N-¹-m-¹, соответственно. После антарктического атмосферного воздействия скорость износа обоих покрытий осталась на уровне до воздействия, что свидетельствует о стабильной износостойкости.

На рисунке 10 показана морфология следов износа двух покрытий из нержавеющей стали после 1 года эксплуатации на станции Чжуншань, а результаты точечного сканирования EDS приведены в таблице 2. Ширина следа износа покрытия 316L составила 565,72 мкм, а покрытия 2205 - 495,71 мкм, что согласуется с большей потерей массы, наблюдаемой для покрытия 316L. Морфологически оба покрытия демонстрировали наличие борозд и слоев переноса в следах износа, что указывает на абразивный и адгезионный износ. На покрытии 316L наблюдалось большее количество переводных слоев, причем адгезионный износ был более заметным, в то время как на покрытии 2205 наблюдались более выраженные бороздки, что указывает на абразивный износ как доминирующий механизм. В переходных слоях наблюдалось чрезвычайно высокое содержание кислорода, что объясняется нагревом при трении во время возвратно-поступательного изнашивания, способствующим окислению пассивирующих элементов, таких как Cr и Mo.

2.4 Электрохимическое коррозионное поведение
На рис. 11 показаны потенциодинамические поляризационные кривые двух покрытий из нержавеющей стали, а электрохимические параметры коррозии приведены в табл. 3. После 1 года атмосферного воздействия на станции Чжуншань потенциодинамическая поляризационная кривая покрытия 316L показала минимальное изменение тенденции, хотя потенциал питтингового пробоя (E_b, исходный 536,8 мВ, после воздействия 503,7 мВ) сместился немного раньше, а плотность пассивного тока (i_p) увеличилась вдвое. Интервал пассивации (ΔE) покрытия 2205 оставался примерно 1300 мВ, но i_p увеличился с 2,455 мкА-см² до 4,177 мкА-см² после экспозиции. После воздействия коррозионная стойкость покрытий 316L и 2205 снизилась в разной степени, что объясняется дефектами поверхности, вызванными коррозионной атмосферой Антарктики.

На рисунке 12 представлены результаты электрохимической импедансной спектроскопии (ЭИС) для двух покрытий из нержавеющей стали. После 1 года атмосферного воздействия графики Найквиста (Рисунок 12a) покрытий 316L и 2205 показали уменьшение радиуса емкостной дуги, что свидетельствует о снижении сопротивления переносу заряда и стабильности пассивирующей пленки. На графиках Боде (Рисунок 12b) модуль импеданса (|Z|) на частоте 0,1 Гц, который обычно отражает сопротивление поляризации материала в растворе, уменьшился после воздействия для обоих покрытий, что свидетельствует о снижении коррозионной стойкости. Кроме того, больший фазовый угол и более широкий диапазон в среднечастотной области указывают на большую стабильность пассивирующей пленки. После воздействия среднечастотный фазовый угол покрытия 316L сузился и уменьшился, в то время как фазовый угол покрытия 2205 также уменьшился, что свидетельствует о снижении качества пассивирующей пленки. Учитывая наличие двух постоянных времени в процессе коррозии, для подгонки данных была использована двухслойная модель (вставка на рис. 12a), как показано в таблице 4. Импеданс пористого внешнего слоя (R_p) был значительно ниже импеданса внутреннего слоя (R_c), что указывает на то, что электродное реакционное сопротивление покрытий в основном регулируется этапом переноса заряда. После облучения R_c обоих покрытий уменьшилось. Несмотря на небольшое снижение коррозионной стойкости после атмосферного воздействия в Антарктике, покрытия, нанесенные лазером, сохранили стабильное состояние пассивации и низкую скорость коррозии, продолжая обеспечивать эффективную защиту низкотемпературной морской стали.

3 Заключение

В данной работе покрытия из аустенитной нержавеющей стали 316L и дуплексной нержавеющей стали 2205 были получены на подложке из низкотемпературной морской стали FH690 методом лазерной наплавки. Покрытия подвергались воздействию атмосферы в течение 1 года на станции Чжуншань в Антарктиде. Были проанализированы защитный эффект, микроструктура, твердость, трение и износ, а также электрохимическое коррозионное поведение двух покрытий. Результаты следующие:

(1) На поверхности покрытия 316L возникла небольшая точечная коррозия, а на поверхности покрытия 2205 - небольшая селективная коррозия. Оба покрытия из нержавеющей стали могут поддерживать стабильную фазовую структуру, которая играет хорошую защитную роль на стальной подложке FH690 и снижает скорость атмосферной коррозии подложки.

(2) Микротвердость двух покрытий почти не изменилась; коэффициент трения был стабилен на уровне около 0,7, а скорость износа покрытий 316L и 2205 поддерживалась на уровне 8,35 и 7,85×10-6 мм3-N-1-м-1, соответственно; покрытие 316L подвергалось в основном адгезионному износу, а покрытие 2205 - абразивному износу. Оба покрытия сохраняли стабильную механическую и износостойкую прочность до и после антарктического воздействия.

(3) На поверхности двух покрытий образовалось небольшое количество коррозионных дефектов, что привело к увеличению плотности пассивного тока, раннему пробою потенциала покрытия 316L и снижению импеданса пассивирующей пленки двух покрытий, но они по-прежнему сохраняли хороший эффект пассивации и низкую скорость коррозии.